JAJA924A February   2025  – July 2025 TPS7A21

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   商標
  4. 1はじめに
    1. 1.1 オシロスコープの基本
  5. 2寄生容量の影響
  6. 3オシロスコープに関する一般的な問題
    1. 3.1 オシロスコープ プローブの選択
    2. 3.2 十分なサンプリング
    3. 3.3 可視化
    4. 3.4 電流プローブを使用した電流の測定
    5. 3.5 帯域幅の制限と平均化
  7. 4一般的な測定値に対する寄生効果
    1. 4.1 負荷過渡
    2. 4.2 電源除去比
    3. 4.3 出力ノイズ電圧
  8. 5まとめ
  9. 6参考資料
  10. 7改訂履歴

オシロスコープの基本

オシロスコープで測定を行う際は、以下の基本事項を忘れないでください:

  1. オシロスコープをオンにする場合、これにはかなり時間がかかる場合があります。例えば、一部のオシロスコープは指定された精度に達するまでに 30 分以上かかることがあります。
  2. 測定を行う前に、測定しようとしていることを理解してください。条件は何ですか?また、どのチャネルを使用していますか?
    1. VIN、VOUT、負荷などの測定条件を特定します。
    2. オシロスコープのチャネルにラベルを追加して、チャネルを簡単に識別できるようにします。ユーザは収集した波形を他のユーザーに見せることが多いため、各チャネルの波形にラベルを付ける習慣をつけることで、他の人が情報を理解しやすくなります。
  3. 必要に応じて LDO 端子を各オシロスコープ チャネルに接続します。測定する信号が 50Ω で終端されていない限り、チャネルをハイ インピーダンス終端モード (1MΩ) に設定することは良い出発点です。この場合、ハイ インピーダンス モードが適切です。各チャネルで AC 結合か DC 結合のどちらが適切かを判断します。例えば、測定対象の信号が 10V の DC 信号に重畳された 10mV の AC 信号ですか?その場合、DC 結合で 10mV 信号を確認するのは困難な可能性があり、この場合は AC 結合が適切です。過渡測定に使用するオシロスコープの帯域幅と一致するプローブを選択します。各オシロスコープ チャネルが、LDO で設定している電圧および電流レベルに合った正しい値を表示していることを確認します。
    1. オシロスコープのプローブ選びは難しいタスクになることがあります。そのため、オシロスコープのプローブを選択する場合は、測定に適した正しいプローブを選ぶことが重要です。オシロスコープ プローブの選択の詳細については、『オシロスコープ プローブの選択』を参照してください。
    2. プローブを長いワイヤで接続する場合は注意してください。プローブの先端からグランド クリップを経由してプローブ本体に戻る長い帰還経路は、追加のノイズを拾いやすくなり、測定値に影響を与えることがあります。回路内の寄生成分が及ぼす影響の詳細については、寄生成分の影響を参照してください。
  4. オシロスコープの電源を入れると、事前に設定された水平システムの時間スケールと垂直システムの電圧スケールの条件が画面に表示されます。水平時間スケール (秒/div) を調整して、時間軸をズームインまたはズームアウトします。
    1. 水平時間スケールを調整すると波形がズームイン/ズームアウトされ、目的の信号活動周辺の波形全体を表示しやすくなります。例えば、ユーザーが約 100kHz の帯域幅を持つ制御ループのインパルス応答を測定する場合、時間スケールを 10μs/div に設定するのが良い出発点です。オシロスコープのスケールが正しくない例については、表示を参照してください。
    2. オシロスコープのユーザー ガイドを参照すると、測定値に合わせて設定を調整できます。
  5. オシロスコープのキャプチャに最も適した信号を選定します。LDO の場合、関心のある過渡動作をトリガする信号は、多くの場合、イネーブル (EN) 信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジ、あるいは負荷電流の変化です。トリガ信号が決まったら、オシロスコープのトリガ設定に移動し、トリガ信号に対応するチャネルを選択します。次に、トリガを信号のエッジ検出に設定します (テスト内容により立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを選択します)。トリガ レベルは、最小値と最大値のおおよそ中間の電圧または電流レベルに設定します。例えば、EN 信号が 0V から 2V に立ち上がる場合、EN 波形に対応するチャネルのトリガを、電圧が 1V を超えたときの立ち上がりエッジ検出に設定します。
  6. オシロスコープの設定とトリガが完了したら、目的の測定が達成できていますか?
    1. 目的の測定が達成できていない場合は、垂直および水平のスケールを調整し、各チャネルのボルト/目盛 (Volts/div) やオフセットを設定し続けます。
      1. さらに、信号路補正を確認します。DC 測定精度が必要な場合は、自己較正を実行することを推奨します。オシロスコープのメーカーは、自己較正を実行する推奨頻度を示しています。
    2. ユーザーは、トリガ イベントを画面中央でキャプチャする代わりに、水平遅延をかけて (例えば波形を左にシフトさせて) 画面スペースをより有効活用できます。
  7. 適切な測定を行う例については、オシロスコープのユーザー ガイドを参照してください。
    1. その他のリソースについては、オシロスコープのメーカーの Web サイトを参照してください。例えば、Teledyne Lecroy オシロスコープを使用する場合は、『LeCroy カラー デジタル オシロスコープ実践ガイド』を参照してください。
注: 最新のオシロスコープのすべてのチャネルは共通のグランドを共有しています。オシロスコープのプローブ グランドを経由した短絡を避けるため、特別な注意が必要です。